Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The food industry has changed in recent decades the focus of the production, since the eating habits of consumers have been directed to practical, fast and tasty foods. So, breaded frozen chicken were created, one of the biggest hits of the fast food industry. This class of pre-made and frozen products allows for long-term storage and can select species of microorganisms capable of growing in low temperatures, especially filamentous psychrophilic fungi. Despite annual losses are estimated at 1 to 1.5 % by fungal spoilage of frozen chicken nuggets, rare are the available scientific data. The objective of this study was to conduct a general mycological investigation of a processing industry of frozen chicken nuggets, analyzing the raw materials, the products in different processing steps and the ambient air of each unit of operation. It was also analyzed the effect of heating treatments applied in the manufacture of the nugget on inactivation of Penicillium commune (NGT 16/12), Penicillium polonicum (NGT NGT 23/12 and 33/12), Penicillium glabrum (NGT 29/12 and NGT 35/12), Penicillium solitum (NGT 30/12) and Penicillium crustosum (NGT 51/12), main species related to deterioration of these products. The flour exhibited counts between 101 and 104 CFU/mL, predominating species P. polonicum, Aspergillus flavus, Aspergillus candidus, Penicillium citrinum and Eurotium amstelodami. The following processed samples showed a steady reduction in scores for 101 CFU/g, with a predominance of P. polonicum. In the other hand, regarding the samples of final product analyzed, 10% were contaminated by P. glabrum, with was also the most predominant species of spoilers in the air environment. The results show that the P. polonicum (NGT 23/12), P. commune (NGT 16/12), P. solitum (NGT 30/12) and P crustosum (NGT 51/12) were able to survive to the heat treatments applied (fried by immersion in oil at 195-200 °C for 6 seconds), and baking in oven at 120-130 °C until the internal temperature reached 70 °C when inoculated in the frozen chicken nuggets. Additionally, it was observed that P. polonicum (NGT 23/12), was the most heat resistant species, recovering counts of 104 CFU/g after frying for 6 minutes and 30 seconds of cooking, having 2,02 log CFU/g reduced at 72 °C and 3,29 log CFU/g reduced at 78 °C in the internal of the product during the baking. According to the results it was observed that both the flour used to manufacture breaded as the air industry environment pose a hazard, then strategies must be taken to reduce the presence of fungal spores in this points, possible sources of these fungal contamination. / A indústria de alimentos tem modificado nas últimas décadas o foco de produção, uma vez que os hábitos alimentares dos consumidores foram alterados, em busca de alimentos práticos, rápidos e saborosos. Logo, foram criados os empanados congelados de frango, um dos maiores sucessos da indústria de fast food. Esta classe de produtos pré-prontos e congelados permite a armazenagem por longos períodos o que seleciona espécies de micro-organismos capazes de se desenvolver em condições de baixas temperaturas, com destaque para os fungos filamentosos psicrófilos. Apesar das perdas anuais serem estimadas em 1 a 1,5 % por deterioração fúngica de empanados congelados de frango, raros são os dados científicos disponíveis. O objetivo deste estudo foi realizar uma investigação micológica geral de uma indústria processadora de empanados congelados de frango, analisando as matérias-primas, os produtos originados e o ar ambiente de processamento. Assim como, o efeito dos tratamentos térmicos aplicados na fabricação dos empanados sob Penicillium commune (NGT 16/12), Penicillium polonicum (NGT 23/12 e NGT 33/12), Penicillium glabrum (NGT 29/12 e NGT 35/12), Penicillium solitum (NGT 30/12) e Penicillium crustosum (NGT 51/12), principais espécies relacionadas a deterioração destes produtos. As amostras de farinha apresentaram contagens entre 101 e 104 UFC/mL, predominando as espécies de P. polonicum, Aspergillus flavus, Aspergillus candidus, Eurotium amstelodami e Penicillium citrinum. As amostras seguintes ao processamento apresentaram uma constante redução nas contagens para 101 UFC/g, com predominância de P. polonicum. Já nas amostras analisadas do produto final, 10% apresentaram contaminação por P. glabrum, espécie também predominante no ar ambiente da fábrica. Os resultados demonstraram que o P. commune (NGT 16/12), P. polonicum (NGT 23/12), P. solitum (NGT 30/12) e P. crustosum (NGT 51/12) são capazes de sobreviver aos tratamentos térmicos aplicados (fritura por imersão com óleo a 195-200 °C por 6 segundos) e cozimento em forno à 120-130 °C até alcançar a temperatura interna de 70 °C, quando inoculados nos empanados congelados de frango. Adicionalmente, foi verificado que o P. polonicum (NGT 23/12), espécie mais resistente aos tratamentos, manteve-se estável com média de contagem fúngica de 104 UFC/g desde a fritura até 6 minutos e 30 segundos de assamento, tendo 2,02 log UFC/g de redução com 72 °C e 3,29 log UFC/g de redução com 78 °C no interior do produto durante o assamento. De acordo com os resultados apresentados foi observado que tanto as farinhas utilizadas na fabricação dos empanados quanto o ar ambiente da indústria representam um perigo de contaminação, assim como foi verificado a sobrevivência de algumas das principais espécies deteriorantes de empanados aos tratamentos térmicos aplicados na indústria, logo estratégias devem ser adotadas para a redução de esporos fúngicos em possíveis fontes de contaminação e a necessidade de novas adequações dos tratamentos para eliminação de fungos filamentosos.

Orientadores: Helena Maria Andre Bolini, Rosires Deliza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:13:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcellini_AlineMotadeBarros_M.pdf: 1250175 bytes, checksum: dbebba72665ad354430068a9e091ff20 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O abacaxi é uma fruta apreciada em todo mundo, devido às suas distintas características sensoriais, podendo ser consumido ¿in natura¿ ou processado de diversas maneiras, sendo o suco a forma de processamento mais popular. O Brasil é o quarto maior produtor mundial de abacaxi, e nos cinco últimos anos a exportação do suco da fruta aumentou cerca de sete vezes. Associado à produção deste está o tratamento térmico, que afeta a qualidade sensorial, produzindo alterações desagradáveis ao produto. Nos últimos anos, os consumidores têm procurado por alimentos que mantenham as características sensoriais e nutricionais do produto, aliado à garantia da segurança microbiológica. A Alta Pressão Hidrostática (APH) é uma tecnologia inovadora, capaz de inativar microorganismos patogênicos e deteriorantes, enquanto minimiza a perda da qualidade sensorial e nutricional do alimento. Este trabalho teve como objetivo processar suco de abacaxi (Ananás comosus (L.) Merril, variedade Smooth Cayenne) através da tecnologia de APH aplicada à polpa do fruto e avaliar as características microbiológicas, sensoriais e a aceitabilidade do produto obtido. Os dados foram analisados através da Análise de Variância (ANOVA), testes de médias de Tukey, Análise de Componentes Principais (ACP), Mapa Interno da Preferência, ¿Cluster Analysis¿, bem como Mapa Externo da Preferência utilizando o programa estatístico SAS e XLSAT. O processamento a APH da polpa de abacaxi por 300MPa e 5 min à 25oC, demonstrou ser eficaz para a produção de polpa com vida útil de 14 dias, estando de acordo com os parâmetros determinados pela legislação brasileira. Os resultados obtidos na determinação de concentração de polpa e doçura ¿ideais¿ para a formulação do suco de abacaxi foram 56,5% e 7,0%, respectivamente. A Análise Descritiva Quantitativa demostrou a similaridade sensorial entre as amostras de suco de abacaxi obtida através da polpa ¿in natura¿ e da polpa tratada por APH (300MPa/5 min/25oC) e que de forma geral, possuem diferença significativa (p<0,05) das amostras comerciais estudadas. Os atributos sabor de suco de abacaxi natural, cor característica de suco de abacaxi natural, aroma característico de suco de abacaxi natural, consistência e presença de fibras visual e percebida na boca apresentaram maior importância para a caracterização dos produtos obtidos através da polpa ¿in natura¿ e da polpa tratada por APH (300MPa /5 min/ 25oC). O teste de aceitação comprovou que as amostras de suco de abacaxi obtidas através da polpa ¿in natura¿ e da polpa tratada por APH (300MPa/5 min/25oC), apresentaram aceitação significativamente (p<0,05) superior às amostras comerciais avaliadas, e sem diferença (p<0,05) entre si, sendo preferidas por segmentos específicos de consumidores. Os atributos que apresentaram maior importância na caracterização dos produtos obtidos através da polpa ¿in natura¿ e da polpa tratada por APH (300MPa/5 min/25oC) dirigiram a preferência de alguns segmentos de consumidores / Abstract: Pineapple is a well appreciated fruit worldwide due to its distinct sensory characteristics, to be consumed ¿in natura¿ or processed in many different ways, juice being the most popular industrialized product. Brazil is the fourth world pineapple producer, presenting a seven fold increase in pineapple juice exportation in the last five years. Thermal treatment associated to juice production affects its sensory quality, resulting in unacceptable changes in the industrialized product. Nowadays consumers are searching for Technologies which preserve nutritional and sensory characteristics of food, as well as guarantee its microbiological safety. High Hydrostatic Pressure (HHP) is an innovative technology capable of inactivating pathogenic and deteriorative microorganisms while minimizing loss of sensory and nutritional product quality. The objectives of this study were to process pineapple juice (Ananas comosus (L.) Merril, Smooth Cayenne variety) through HHP technology applied to the fruit puree and to investigate the microbiological and sensory characteristics of the obtained juice, as well as its acceptability. Data were analyzed through Analysis of Variance (ANOVA); Tukey¿s mean tests; Principal Components Analysis (PCA); Internal Preference Mapping; Cluster Analysis, as well as External Preference Mapping, using statistical programs as SAS and XLSTAT. HHP processing of pineapple puree at 300 MPa for 5 minutes at 25ºC resulted in the production of pineapple puree with a shelf-life of 14 days, in accordance to microbiological parameters established by Brazilian Legislation. Results found in the determination of ideal pineapple puree concentration and ideal sweetness for pineapple juice formulation were 56.5% and 7.0%, respectively. Quantitative Descriptive Analysis (QDA) revealed a sensory similarity between the pineapple juice samples obtained from the utilization of ¿in natura¿ puree and of HHP treated puree (300MPa/5min/25ºC), both showing a statistically significant difference (p<0,05) compared to the commercial pineapple juice samples evaluated in this study. The following sensory attributes: natural pineapple juice flavor; characteristic natural pineapple juice color; characteristic natural pineapple juice aroma; consistency and visual and mouth-perceived fiber presence were considered the most important concerning the sensory characterization of both juices obtained from the utilization of ¿in natura¿ puree and of HHP treated puree (300MPa/5min/25ºC). The acceptance test established that the pineapple samples obtained from the utilization of ¿in natura¿ puree and of HHP treated puree (300MPa/5min/25ºC) showed higher statistically significant acceptance (p<0,05) in relation to the evaluated commercial samples, bearing no statistical significant difference (p<0,05) between them; each one being preferred by specific consumer segments. The sensory attributes which mostly contributed to the characterization of pineapple juices obtained from the utilization of ¿in natura¿ puree and of HHP treated puree (300MPa/5min/25ºC) drove the preference in some consumer segments / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientadores: Marcia Regina Braga, Marcia Maria Camargo de Morais / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T04:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galvao_DaianeFelbergAntunes_D.pdf: 15313845 bytes, checksum: aa218f685858df886eb7062bfe4337dc (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Fruto-oligossacarídeos (FOS) são frutanos de baixo peso molecular produzidos por microorganismos. O interesse em FOS vem aumentando uma vez que eles são considerados ingredientes funcionais benéficos à saúde humana. Com o objetivo de analisar como a produção de FOS e a composição da parede celular de fungos filamentosos é afetada pela fonte de carbono, os fungos Fusarium solani (URM 3338) e Neocosmospora vasinfecta (URM 3329) foram cultivados em meios contendo cinco fontes de carbono diferentes (sacarose, inulina, glucose, frutose ou glucose mais frutose, todos a 1%) e coletas foram realizadas aos 5, 10 e 15 dias de crescimento. A partir do meio de cultivo filtrado foram analisados o pH, teores de açúcar total, açúcares redutores e proteínas, a presença de FOS e atividades enzimáticas invertásica e inulinásica. A partir do micélio, a biomassa foi quantificada e a parede celular foi isolada e sua composição em açúcares neutros, ácidos urônicos e quitina analisada. Foi avaliada também a expressão relativa de genes de síntese de parede celular b-1,3-glucano sintase e quitina sintases. Os dois fungos utilizaram todas as fontes de carbono crescendo nas diferentes condições. Atividade de hidrólise foi detectada no meio contendo sacarose ou inulina para o fungo F. solani, gerando glucose, frutose e fruto-oligossacarideos como produtos havendo utilização dos monossacarídeos. O micélio deste fungo apresentou alterações visíveis no crescimento em meio sólido apenas no meio com frutose, mas foi observada igual quantidade de quitina da parede celular deste fungo quando crescido por cinco dias em sacarose e inulina, mas em menor quantidade com relação aos demais meios. As análises de expressão relativa de genes mostraram indução do gene da b-1,3-glucano sintase e repressão do gene quitina sintase 5 em sacarose e inulina com relação a condição frutose. Estes dados sugerem que a alteração na composição da parede celular do F. solani pode ter relação com a secreção de enzimas nos meios sacarose e inulina. Para N. vasinfecta, quando crescido em sacarose foi observada atividade de transfrutosilação, com a liberação de glucose e síntese de 1-cestose (FOS) no meio. Transfrutosilação também foi observada no meio que teve inulina como fonte de carbono. O micélio deste fungo apresentou alterações visíveis em meio sólido nas condições frutose e inulina, sendo mais hialino do que nas demais condições. A quantidade de quitina na parede celular deste fungo crescido por cinco dias foi maior nas condições frutose e inulina com relação às demais. As análises de expressão relativa de genes mostraram indução dos genes de quitina sintase 4 e 5 nestas duas condições em relação à sacarose. A partir dos resultados, pode-se concluir que as fontes de carbono oferecidas foram utilizadas pelos fungos, que as mesmas afetaram a composição de açúcares da parede celular e a expressão de genes de síntese de componentes da parede e que estes fungos são promissores para a produção de FOS, pois possuem enzimas que hidrolisam a inulina, além de enzimas que sintetizam oligossacarídeos a partir de sacarose por transfrutosilação / Abstract: Fructooligosaccharides (FOS) are low molecular weight fructans produced by microbes and plants. Interest in FOS has been increasing since they are considered as functional food ingredients with benefical effects in human nutrition. With the aim of examining how the production of FOS and the composition of the cell wall of filamentous fungi are affected by the carbon source, Fusarium solani (URM 3338) and Neocosmospora vasinfecta (URM 3329) were cultured in media containing five different carbon sources (sucrose, inulin, glucose, fructose or glucose plus fructose) and samples were taken at 5, 10 and 15 days of growth. From the filtered culture medium, pH, total carbohydrates, reducing sugars and proteins, the presence of FOS and inulinase and invertase activities were analyzed. Mycelium biomass was measured and the cell wall was isolated and its composition in neutral sugars, uronic acids and chitin analyzed. The expression of b-1,3-glucan synthase and chitin synthase genes was also evaluated. Both fungi utilized all the carbon sources for growing. In sucrose- and inulin-containing media, hydrolytic activity was detected in F. solani generating glucose, fructose and FOS as products. When grown on solid culture media, visible changes were observed in mycelium of this fungus only in fructose, but the amount of chitin in the cell wall was higher in the sucrose and inulin-containing media when compared to other carbon sources. The expression b-1,3-glucan synthase gene was induced and chitin synthase 5 gene repressed on sucrose and inulin media. N. vasinfecta showed transfructosilation activity when was grown in sucrose, with release of glucose and synthesis of 1-kestose (FOS) in the culture medium. Transfructosilation was also observed in the inulin-containing medium. The mycelium showed visible changes when the fungus was cultured in solid medium with fructose or inulin as carbon sources. The amount of chitin in the cell wall of this fungus when grown for five days in inulin or fructose was higher in comparison to other carbon sources. The analysis of gene expression showed induction of chitin synthase 4 and 5 genes in these two conditions in relation to sucrose. From the results it can be concluded that the carbon sources affected growth, enzymic activity, composition of the cell wall and gene expression in F. solani and N. vasinfecta, and that these fungi are promising organisms for FOS production since they secrete enzymes that hydrolyze inulin or synthesize oligosaccharides from sucrose by transfructosylation / Doutorado / Biologia Celular / Doutora em Biologia Celular e Estrutural

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daniele_gilvanise_souza.pdf: 2151048 bytes, checksum: cf75e4ab2690e7269aca6ee3a4e5f76b (MD5) Previous issue date: 2015-12-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / One of the biggest challenges in biotechnological production is to produce high value-added products at a low cost. In this context, the filamentous fungus Cunninghamella elegans presents in its cell wall large amounts of chitin and chitosan, but is also able to produce biosurfactants. Chitin and chitosan has a vast field of biotechnological applications, and the bioremediation has been used in the removal and recovery of different waste, pollutant biotransformation and textile effluent discoloration. These biopolymers have linear structures with monomeric units &#946;-1,4-N-acetyl-D-glucosamine and &#946;-1,4-D-glucosamine, respectively. Furthermore, the surfactants are compounds synthesized by micro-organisms having properties such as reducing surface and interfacial tension, emulsification, solubilization and dispersion phases, being widely applied in the petrochemical industry. Studies with C. elegans UCP/WFCC 0542 were performed in order to evaluate their biotechnological potential for the production of chitin, chitosan and biosurfactant with the use of agroindustrial residues (corn steep liquor and soybean oil waste), using a central composite design rotational 2². The biopolymers chitin and chitosan were obtained by alkali-acid treatment with 1M sodium hydroxide, and subsequent use of 2% acetic acid. The surface-active properties of the biosurfactant were evaluated by measuring the surface tension of the metabolic liquid cell-free. Biomass production by C. elegans was 8.12 g/L with yields of 0.095 mg/g chitin and 0.036 mg/g of chitosan with a deacetylation degree of 87.44% in the proposed condition. The biosurfactant obtained in condition 8 of planning with 2.15% of corn steep liquor and 5.22% soybean oil waste has demonstrated the best surface tension with 28.20 mN/m-1 and showed stability against to different environmental conditions, having anionic character and its preliminary biochemical composition suggests that the isolated biosurfactant consists of proteins and lipids. Also this proved effective in the removal of petroleum derivatives hydrophobic compounds, removing 55.15% of motor oil, 71.42% of crude petroleum, 77.46% of kerosene and 96.41% of diesel oil in sand beach. Biosurfactant toxicity tests with Brassica oleracea seeds proved their non-toxic nature. The results show the biotechnological potential of C. elegans from alternative and low cost agroindustrial substrates, allowing its use in bioremediation process in environmental recovery. / Um dos grandes desafios na produção biotecnológica é a produção de insumos de alto valor agregado a um baixo custo. Neste contexto, o fungo filamentoso Cunninghamella elegans apresenta em sua parede celular grandes quantidades de quitina e quitosana, como também é capaz de produzir biossurfactantes. A quitina e quitosana apresentam um vasto campo de aplicações biotecnológicas, e na biorremediação vem sendo utilizado na remoção e recuperação de diferentes resíduos, biotransformação de poluentes e descoloração de efluente têxtil. Estes biopolímeros possuem estruturas lineares, com unidades monoméricas &#946;-1,4-N-acetil-D-glicosamina e &#946;-1,4-D-glicosamina, respectivamente. Por outro lado, os biossurfactantes são compostos sintetizados por micro-organismos, apresentando propriedades como a redução da tensão superficial e interfacial, emulsificação, solubilização e dispersão de fases, sendo muito aplicado na indústria petroquímica. Estudos com Cunninghamella elegans UCP/WFCC 0542 foram realizados com objetivo de avaliar o seu potencial biotecnológico para a produção de quitina, quitosana e biossurfactante com a utilização de resíduos agroindustriais (milhocina e óleo de soja pós-fritura), através de um delineamento central composto rotacional de 2². Os biopolímeros quitina e quitosana foram obtidos através de tratamento álcali-ácido, com hidróxido de sódio 1M, e posterior emprego de ácido acético a 2%. As propriedades tensoativas do biossurfactante foram avaliadas pela determinação da tensão superficial do líquido metabólico livre de células. A produção de biomassa por C. elegans foi de 8,12 g/L de com rendimentos de 0,095 mg/g de quitina e 0,036 mg/g de quitosana, com um grau de desacetilação de 87,44%, na condição proposta. O biossurfactante obtido na condição 8 do planejamento com 2,15% de milhocina e 5,22% de óleo de soja pós-fritura demonstrou a melhor tensão superficial com 28,20 mN/m-1 e apresentou estabilidade frente a diferentes condições ambientais, possuindo caráter aniônico e sua composição bioquímica preliminar sugere que o biossurfactante isolado seja constituído por proteínas e lipídeos. Também este se mostrou eficiente na remoção de compostos hidrofóbicos derivados do petróleo, com remoção de 55,15% de óleo de motor, 71,42% de petróleo bruto, 77,46% de querosene e 96,41% de óleo diesel em areia de praia. Testes de toxicidade do biossurfactante com sementes de Brassica oleracea provaram seu caráter atóxico. Os resultados obtidos demonstram o potencial biotecnológico de C. elegans a partir substratos agroindustriais alternativos e de baixo custo, possibilitando o seu emprego em processo de biorremediação na recuperação ambiental.

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-02-19T17:29:12Z No. of bitstreams: 1 maria_cleudenora_cassia_mororo.pdf: 880158 bytes, checksum: ea675b48ea15f324c1021f82c3bd3508 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-19T17:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maria_cleudenora_cassia_mororo.pdf: 880158 bytes, checksum: ea675b48ea15f324c1021f82c3bd3508 (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES# / #2075167498588264571# / #600 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq# / #-2555911436985713659# / #600 / Cellulases (E.C. 3.2.1.4) are enzymes responsible for the degradation of cellulose, are molecules capable of accelerating chemical reactions and breaking the chemical bonds between glucose units. Cellulases correspond to the complex consisting of three enzymes endoglucanases, exoglucanases and beta-glucosidases, with diverse applications, being the microbial biotechnological processes responsible for a great part of the world economy, yet the costs of production are still very high. In this context, 25 strains of filamentous fungi (Ascomycetes) isolated from mangrove sediments of Rio Formoso, PE, Brazil, were investigated to investigate the production potential of the enzymes of the cellulolytic complex. The initial studies were carried out by selecting the fungi with the highest enzymatic activity, through the detection of cellulolytic activity in solid synthetic medium, with carboxymethylcellulose (CMC) as the substrate. The results indicated the presence of the cellulase enzyme through the formation of halo in 3 strains of the genus Trichoderma, 3 strains of the genus Aspergillus and 1 strain of the genus Penicillium. The most representative enzymatic indices were those of Penicillium sp. UCP 0279 with Index of 2,2, followed by Aspergillus flavus UCP 1413 with enzymatic index of 1,7. Submerged fermentations were carried out to evaluate the endoglucanase activity, exoglucanase and β-glycosidase, using agroindustrial residues, tangerine peel, pineapple peel, pineapple crown, wheat bran and corn bran as substrate. The results indicated a CMCase activity of 20.2 IU / mL for Penicillium sp. UCP 0279, with wheat bran as substrate in 72 h of fermentation and an activity of 18.3 IU / mL in 24 h with the pineapple crown. For the Aspergillus flavus UCP 1413, the yield was 14.9 IU / mL and 14.5 IU / mL with the residues of corn bran and pineapple peel respectively, and both results were obtained with 24 h of fermentation. The FPase activity for Penicillium sp. UCP 0279, using pineapple peel as substrate had 45.5 IU / mL and the tangerine peel 42.8 IU / mL, both in fermentation at 48 h. For A. flavus UCP 1413 the pineapple crown presented 25.0 IU / mL enzymatic activity in 24 h and the pineapple peel 14.4 U / mL at the same time. In the activity of the enzyme β-glycosidase, Penicillium sp. UCP 0279 showed a production of 18.2 IU / mL in 24 h, with the pineapple crown residue and the pineapple peel had 9.1 IU / mL in 48 h. The A. flavus UCP 1413 presented with 96 h of fermentation an activity of 16.9 U / mL and 14.5 U / mL, with wheat bran and corn bran, respectively. / As celulases (E.C. 3.2.1.4) são enzimas responsáveis pela degradação da celulose, são moléculas capazes de acelerar reações químicas e realizar a quebra das ligações químicas existentes entre as unidades de glicose. As celulases correspondem ao complexo constituído por três enzimas endoglucanases, exoglucanases e beta-glicosidases, com diversas aplicações, sendo os processos biotecnológicos microbianos responsáveis por uma grande parcela da economia mundial, contudo os custos de produção ainda são muito elevados. Neste contexto, foi realizada a bioprospecção de 25 linhagens de fungos filamentosos (Ascomycetes) isolados de sedimentos de mangue do município Rio Formoso, PE, Brasil, investigando o potencial de produção das enzimas do complexo celulolítico. Os estudos iniciais foram realizados selecionando os fungos com maior atividade enzimática, através da detecção da atividade celulolítica em meio sintético sólido, tendo como substrato a carboximetilcelulose (CMC). Os resultados indicaram a presença da enzima celulase através da formação do halo em 3 linhagens do gênero Trichoderma, 3 linhagens do gênero Aspergillus e 1 linhagem do gênero Penicillium. Os índices enzimáticos mais representativos foram os de Penicillium sp. UCP 0279 com Índice de 2,2, seguido de Aspergillus flavus UCP 1413 com índice enzimático de 1,7. Em seguida, foram realizadas fermentações submersas para avaliação da atividade endoglucanase, exoglucanase e β-glicosidase, utilizando resíduos agroindustriais, casca de tangerina, casca de abacaxi, coroa de abacaxi, farelo de trigo e farelo de milho como substrato. Os resultados indicaram uma atividade para CMCase de 20,2 UI/mL para Penicillium sp. UCP 0279, com farelo de trigo como substrato em 72 h de fermentação e com a coroa de abacaxi observou-se uma atividade de 18,3 UI/mL em 24 h. Para o Aspergillus flavus UCP 1413, a produção foi de 14,9 UI/mL e 14,5 UI/mL com os resíduos de farelo de milho e de casca de abacaxi respectivamente, e ambos os resultados foram obtidos com 24 h de fermentação. A atividade FPase para Penicillium sp. UCP 0279, usando casca de abacaxi como substrato apresentou 45,5 UI/mL e a casca de tangerina 42,8 UI/mL, ambos em fermentação a 48 h. Para A. flavus UCP 1413 a coroa de abacaxi apresentou 25,0 UI/mL de atividade enzimática em 24 h e a casca de abacaxi 14,4 U/mL no mesmo tempo. Na atividade da enzima β-glicosidase o Penicillium sp. UCP 0279 apresentou uma produção de 18,2 UI/mL em 24 h, com o resíduo da coroa de abacaxi e com a casca de abacaxi apresentou 9,1 UI/mL em 48 h. O A. flavus UCP 1413 apresentou com 96 h de fermentação uma atividade de 16,9 U/mL e 14,5 U/mL, com farelo de trigo e farelo de milho respectivamente.

Diversos estudos têm demonstrado o potencial de utilização de fungos filamentosos na degradação de poluentes ambientais, no entanto, ainda são escassos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial biotecnológico de 174 fungos filamentosos isolados a partir de seis espécies de esponjas marinhas, os quais foram submetidos ao screening em meio sólido contendo corante RBBR e guaiacol; a ensaios em meio líquido, na presença dos corantes preto sulfuroso, índigo blue e reativo black 5, na avaliação da produção das enzimas lacase, manganês peroxidase (MnP) e lignina peroxidase (LiP), utilizando siringaldazina, álcool veratrílico e o vermelho de fenol como substratos enzimáticos, respectivamente; a ensaios de degradação de pireno e benzo[a]pireno; a delineamentos experimentais; e à análise de metabólitos formado na degradação. O fungo selecionado Chaunopycnis alba CBMAI 1346 apresentou 94,54% de degradação em 35 de salinidade, evidenciando o potencial biotecnológico deste fungo em processos de degradação de poluentes ambientais em condições salinas. / Several studies have demonstrated the potential use of filamentous fungi in the degradation of environmental pollutants, however, are still scarce. This study aimed to evaluate the biotechnological potential of 174 filamentous fungi isolated from six species of marine sponges, which were subjected to screening on solid medium containing RBBR dye and guaiacol; the tests in liquid medium in the presence of sulfur black, indigo blue and reactive black 5 dyes, the evaluation of the production of enzymes laccase, manganese peroxidase (MnP) and lignin peroxidase (LiP), using syringaldazin, veratryl alcohol and phenol red as enzyme substrates, respectively; tested for degradation of pyrene and benzo [a] pyrene; the experimental designs; and analysis of metabolites formed in the degradation. The fungus selected Chaunopycnis alba CBMAI 1346 showed 94.54% of pyrene degradation in 35 salinity, highlighting the biotechnological potential of this fungus in the process of degradation of environmental pollutants in saline conditions.

Recentes estudos genômicos têm mostrado que vários fungos e bactérias possuem um potencial biossintético superior à quantidade de me tabólitos secundários já isolados desses micro-organismos. A descoberta de produtos naturais inéditos e bioativos é limitada pela impossibilidade dos micro-organismos expressarem to das as suas rotas biossintéticas em laboratório. Assim, estratégias alternativas para i nduzir a produção de produtos naturais microbianos são necessárias. A utilização de cultur as mistas de micro-organismos é uma estratégia que vem sendo recentemente utilizada, na tentativa de mimetizar condições mais naturais de crescimento. Além disso, a adição de mo duladores químicos e epigenéticos às culturas microbianas também pode potencialmente est imular a produção de compostos de interesse, seja por ativar mecanismos celulares em resposta à condição de estresse, ou por alterar a taxa de transcrição de certos genes, em f unção de mudanças no grau de enovelamento da cromatina. Alternativamente, a indu ção de certos genes, e até mesmo a diversificação do metabolismo secundário, podem ser conseguidos através de engenharia genética, pela manipulação direta de genes de inter esse. A linhagem endofítica Alternaria tenuissima SS77, selecionada para os experimentos de modulaçã o química e epigenética, teve seu metabolismo secundário alterado após o tra tamento com diferentes moduladores. Provavelmente, o efeito observado ocorreu em função de uma eliciação inespecífica dos diferentes moduladores. Além disso, o cultivo misto desse fungo com o fungo endofítico Nigrospora sphaerica SS67 , isolada da mesma planta hospedeira ( Smallanthus sonchifolius ), levou ao isolamento de dois novos policetídeos, da classe das perilenequinonas, juntamente com um já relatado na literatura científica. Para r ealizar os cultivos microbianos mistos, envolvendo uma linhagem bacteriana e uma fúngica, t rês linhagens de actinobactérias e cinco de fungos, todos endofíticos da planta Lychnophora ericoides , foram selecionadas. Alterações no perfil metabólico da cultura mista de Phomopsis sp FLe6 com Streptomyces albospinus RLe7 foram as mais evidentes e por isso a maioria das investigações foram focadas nessa cultura mista. Várias condições de cu ltivo foram testadas e diferentes resultados foram obtidos. Em alguns casos, o desenv olvimento da linhagem fúngica foi inibido pela bacteriana, e em outros, foi observado o inverso. Da mesma forma, houve acentuada inibição da produção de alguns metabólito s secundários na presença da linhagem desafiadora, mas também foi verificada a eliciação de outros. Os extratos das culturas simples desses micro-organismos também apresentaram relativas alterações nos perfis metabólicos em função das condições de cultivo. Os metabólitos produzidos pelo fungo Phomopsis sp FLe6 e pela actinobactéria Streptomyces albospinus RLe7 foram isolados e caracterizados. Os resultados mostram que as intera ções entre os micro-organismos endofíticos são bastante complexas, estando sujeita s a ação de diversos fatores externos que muitas vezes não podem ser pré-determinados. Po r isso, estabelecer um cultivo misto adequado, do ponto de vista da eliciação da produçã o de metabólitos secundários, pode requerer uma série de tentativas. Ainda assim, os r esultados almejados podem ser conseguidos utilizando essa estratégia. Diferenteme nte das linhagens endofíticas, manipuladas quimicamente através de diferentes estr atégias, a linhagem sequenciada de Fusarium heterosporum ATCC 74349, foi manipulada geneticamente para a co nstrução de um gene biossintético híbrido pks-nrps , contendo a porção nrps do gene híbrido da equisetina e um pks críptico de Aspergillus fumigatus . Era esperado que a linhagem hibridizada fosse capaz de produzir o metabólito se cundário geneticamente planejado, entretanto, após seu cultivo, esse produto não foi detectado nos extratos, e as possíveis razões são discutidas. Ainda que os resultados espe rados não tenham sido obtidos, estudos que contribuam para a ampliação do entendimento das megassintases fúngicas são de extrema valia. / Recently, genetic studies have shown that several b acteria and fungi hold a greater biosynthetic potential than the amount of secondary metabolites isolated from these microorganisms. The discovery of novel bioactive na tural products is limited by the inability of microorganisms to express all their biosynthetic pa thways in laboratory conditions. Therefore, alternative strategies to induce the production of microbial natural products are required. Mixed cultures of microorganisms are a strategy tha t has been used to mimic more natural conditions of growth. Furthermore, the addition of chemical and epigenetic modulators to the microbial cultures can also stimulate the productio n of compounds by activating cellular mechanisms in response to stress conditions or by c hanging the transcription rate of certain genes, due to changes in the chromatin folding. Alt ernatively, the induction of some genes, and even the diversification of secondary metabolis m, can be achieved by genetic engineering, by manipulating genes of interest. The endophytic strain Alternaria tenuissima SS77, which was selected for the experiments of che mical and epigenetic modulation, had changed its secondary metabolism after treatment wi th different modulators. Probably, the observed effect was due to a nonspecific elicitatio n of those modulators. Moreover, the mixed cultures of this fungus with the endophytic fungus Nigrospora sphaerica SS67, isolated from the same host plant ( Smallanthus sonchifolius ), led to the isolation of two new polyketides, belonging to perylene quinone class, along with ano ther one already reported in the scientific literature. Three strains of actinobacteria and fiv e fungi, all endophytes of Lychnophora ericoides , were selected to grow in microbial mixed cultures comprising one bacteria and one fungus. Changes in the metabolic profile of the mix ed culture of Phomopsis sp. FLe6 with Streptomyces albospinus RLe7 were the most obvious, and then further studi es were focused on this mixed culture. Many culture conditions were analyzed and different results were obtained. In some cases, the development of the fun gal strain was inhibited by bacteria, and in other cases was observed the opposite. Similarly , there was a remarkable inhibition of the production of certain secondary metabolites in the presence of the challenging strain, but the eliciting of others was also observed. The extracts of the single cultures of these microorganisms also showed changes in metabolic pro files due to culture conditions. The metabolites produced by the fungus Phomopsis sp. FLe6 and the actinobacteria S. albospinus RLe7 were isolated and characterized. The results show that interactions between endophytic microorganisms are quite complex and are influenced by various external factors that often can not be previously determined. Theref ore, establishing a suitable mixed culture to elicit the production of secondary metabolites m ay require some attempts. Still, the expected results can be achieved using this strateg y. Unlike the endophytic strains, that was chemically manipulated by different strategies, the sequenced strain Fusarium heterosporum ATCC 74349 was genetically manipulated to construct a hybrid PKS-NRPS biosynthetic gene containing the NRPS portion of the hybrid gene of e quisetin and a cryptic PKS gene of Aspergillus fumigatus . It was expected that hybridized strain could be a ble to produce the secondary metabolite genetically planned, however, after its cultivation, this product was not detected in any extracts, and some possible reasons are discussed. Although the expected results have not been obtained, studies that contri bute to increasing the understanding of fungal megasynthases are extremely valuable

Recentes estudos genômicos têm mostrado que vários fungos e bactérias possuem um potencial biossintético superior à quantidade de me tabólitos secundários já isolados desses micro-organismos. A descoberta de produtos naturais inéditos e bioativos é limitada pela impossibilidade dos micro-organismos expressarem to das as suas rotas biossintéticas em laboratório. Assim, estratégias alternativas para i nduzir a produção de produtos naturais microbianos são necessárias. A utilização de cultur as mistas de micro-organismos é uma estratégia que vem sendo recentemente utilizada, na tentativa de mimetizar condições mais naturais de crescimento. Além disso, a adição de mo duladores químicos e epigenéticos às culturas microbianas também pode potencialmente est imular a produção de compostos de interesse, seja por ativar mecanismos celulares em resposta à condição de estresse, ou por alterar a taxa de transcrição de certos genes, em f unção de mudanças no grau de enovelamento da cromatina. Alternativamente, a indu ção de certos genes, e até mesmo a diversificação do metabolismo secundário, podem ser conseguidos através de engenharia genética, pela manipulação direta de genes de inter esse. A linhagem endofítica Alternaria tenuissima SS77, selecionada para os experimentos de modulaçã o química e epigenética, teve seu metabolismo secundário alterado após o tra tamento com diferentes moduladores. Provavelmente, o efeito observado ocorreu em função de uma eliciação inespecífica dos diferentes moduladores. Além disso, o cultivo misto desse fungo com o fungo endofítico Nigrospora sphaerica SS67 , isolada da mesma planta hospedeira ( Smallanthus sonchifolius ), levou ao isolamento de dois novos policetídeos, da classe das perilenequinonas, juntamente com um já relatado na literatura científica. Para r ealizar os cultivos microbianos mistos, envolvendo uma linhagem bacteriana e uma fúngica, t rês linhagens de actinobactérias e cinco de fungos, todos endofíticos da planta Lychnophora ericoides , foram selecionadas. Alterações no perfil metabólico da cultura mista de Phomopsis sp FLe6 com Streptomyces albospinus RLe7 foram as mais evidentes e por isso a maioria das investigações foram focadas nessa cultura mista. Várias condições de cu ltivo foram testadas e diferentes resultados foram obtidos. Em alguns casos, o desenv olvimento da linhagem fúngica foi inibido pela bacteriana, e em outros, foi observado o inverso. Da mesma forma, houve acentuada inibição da produção de alguns metabólito s secundários na presença da linhagem desafiadora, mas também foi verificada a eliciação de outros. Os extratos das culturas simples desses micro-organismos também apresentaram relativas alterações nos perfis metabólicos em função das condições de cultivo. Os metabólitos produzidos pelo fungo Phomopsis sp FLe6 e pela actinobactéria Streptomyces albospinus RLe7 foram isolados e caracterizados. Os resultados mostram que as intera ções entre os micro-organismos endofíticos são bastante complexas, estando sujeita s a ação de diversos fatores externos que muitas vezes não podem ser pré-determinados. Po r isso, estabelecer um cultivo misto adequado, do ponto de vista da eliciação da produçã o de metabólitos secundários, pode requerer uma série de tentativas. Ainda assim, os r esultados almejados podem ser conseguidos utilizando essa estratégia. Diferenteme nte das linhagens endofíticas, manipuladas quimicamente através de diferentes estr atégias, a linhagem sequenciada de Fusarium heterosporum ATCC 74349, foi manipulada geneticamente para a co nstrução de um gene biossintético híbrido pks-nrps , contendo a porção nrps do gene híbrido da equisetina e um pks críptico de Aspergillus fumigatus . Era esperado que a linhagem hibridizada fosse capaz de produzir o metabólito se cundário geneticamente planejado, entretanto, após seu cultivo, esse produto não foi detectado nos extratos, e as possíveis razões são discutidas. Ainda que os resultados espe rados não tenham sido obtidos, estudos que contribuam para a ampliação do entendimento das megassintases fúngicas são de extrema valia. / Recently, genetic studies have shown that several b acteria and fungi hold a greater biosynthetic potential than the amount of secondary metabolites isolated from these microorganisms. The discovery of novel bioactive na tural products is limited by the inability of microorganisms to express all their biosynthetic pa thways in laboratory conditions. Therefore, alternative strategies to induce the production of microbial natural products are required. Mixed cultures of microorganisms are a strategy tha t has been used to mimic more natural conditions of growth. Furthermore, the addition of chemical and epigenetic modulators to the microbial cultures can also stimulate the productio n of compounds by activating cellular mechanisms in response to stress conditions or by c hanging the transcription rate of certain genes, due to changes in the chromatin folding. Alt ernatively, the induction of some genes, and even the diversification of secondary metabolis m, can be achieved by genetic engineering, by manipulating genes of interest. The endophytic strain Alternaria tenuissima SS77, which was selected for the experiments of che mical and epigenetic modulation, had changed its secondary metabolism after treatment wi th different modulators. Probably, the observed effect was due to a nonspecific elicitatio n of those modulators. Moreover, the mixed cultures of this fungus with the endophytic fungus Nigrospora sphaerica SS67, isolated from the same host plant ( Smallanthus sonchifolius ), led to the isolation of two new polyketides, belonging to perylene quinone class, along with ano ther one already reported in the scientific literature. Three strains of actinobacteria and fiv e fungi, all endophytes of Lychnophora ericoides , were selected to grow in microbial mixed cultures comprising one bacteria and one fungus. Changes in the metabolic profile of the mix ed culture of Phomopsis sp. FLe6 with Streptomyces albospinus RLe7 were the most obvious, and then further studi es were focused on this mixed culture. Many culture conditions were analyzed and different results were obtained. In some cases, the development of the fun gal strain was inhibited by bacteria, and in other cases was observed the opposite. Similarly , there was a remarkable inhibition of the production of certain secondary metabolites in the presence of the challenging strain, but the eliciting of others was also observed. The extracts of the single cultures of these microorganisms also showed changes in metabolic pro files due to culture conditions. The metabolites produced by the fungus Phomopsis sp. FLe6 and the actinobacteria S. albospinus RLe7 were isolated and characterized. The results show that interactions between endophytic microorganisms are quite complex and are influenced by various external factors that often can not be previously determined. Theref ore, establishing a suitable mixed culture to elicit the production of secondary metabolites m ay require some attempts. Still, the expected results can be achieved using this strateg y. Unlike the endophytic strains, that was chemically manipulated by different strategies, the sequenced strain Fusarium heterosporum ATCC 74349 was genetically manipulated to construct a hybrid PKS-NRPS biosynthetic gene containing the NRPS portion of the hybrid gene of e quisetin and a cryptic PKS gene of Aspergillus fumigatus . It was expected that hybridized strain could be a ble to produce the secondary metabolite genetically planned, however, after its cultivation, this product was not detected in any extracts, and some possible reasons are discussed. Although the expected results have not been obtained, studies that contri bute to increasing the understanding of fungal megasynthases are extremely valuable

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4514.pdf: 2385637 bytes, checksum: 89b533535415a993d655f83f1387c6f0 (MD5) Previous issue date: 2012-06-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / The selection of cellulase-producing fungi is one of the possible estrategies for obtaining necessary enzymes to hydrolyze the lignocellulosic material of plant biomass and thereby contribute to the viability of cellulosic ethanol production. The aim of this study was achive a screening of isolated fungi from the Amazon region to assess the production of enzymes related to plant biomass degradation, in order to select a line for production, purification and biochemical, kinetical and and structural biology characterizationof the ß-Galactosidase enzyme. Therefore, this work was undertaken in three stages, first of all it was performed a screening of 40 fungal strains isolated from the Amazon region through the cultivation in solid state fermentation (FES) at 35ºC for 240 hours, using as substrate wheat bran. It was evaluated the production of xylanase, endoglucanase, FPase, pectinase, ß-Glicosidase and total protein, and the fungi that stood out were: P6B2, the best producer of xylanase, P47C3 (Aspergillus niger), the best producer endoglucanase and ß-Glicosidase and P40B3, the best producer of FPase. These three fungi were selected for the second phase of this work for assessment in the production of xylanase, FPase, endoglucanase, ß-Glicosidase and total protein by submerged fermentation (FSm). The fermentation took place for 5 days at 30ºC and 200 rpm with a source of carbon: 1% of wheat bran washed and nutrient medium. The fungi P47C3, which was identified as Aspergillus niger, showed the best production of these enzymes, being selected for the third stage of this project. This last step involved the selection of an enzyme that has not been elucidated its structural biology. Given this fact, we carried out a study of selection of the medium, purification and biochemicalkinetical characterization of ß-Galactosidase. The Aspergillus niger (P47C3) was subjected to submerged for 5 days at 200 rpm at 30ºC. Purification occured in three steps using: ion exchange column SP-Sephadex C-50 and SP TSK-5PW column, and gelfiltration, with the resin Sephacryl S-200. The enzyme ß-Galactosidase showed a molecular weight of 125 kDa, being stable at pH 4,0, with anoptimum temperature of 55ºC. It was evaluated theKmap e Vmáxap of two substrates, PNPG and lactose, being: 2,204 mM-0,285 mM/min and 2,101 mM-0,75mM/min, respectively. The inhibition of hydrolasis of the substrate PNPG by ß-Galactosidase in the presence of galactose inhibitor product showed a Ki value of 5,01 mM. Finally, the ß-Galactosidase was subjected to crystallization conditions, the best conditions occurred in buffer 0,2M Tris- HCl, with the precipitation agent, 12% PEG 4000 at pH 8,6. Therefore, the unpublished protocol for purification of ß-Galactosidase was efficient and it is possible to crystallize this enzyme of isolated fungi from the Amazon region, which showed great potencial for the production of this enzyme and that the future can be used in industrial application and biotechnological innovations. / A seleção de fungos produtores de celulases é uma das possíveis estratégias para a obtenção das enzimas necessárias para hidrolisar o material lignocelulósico da biomassa vegetal e com isso contribuir para a viabilização da produção de etanol celulósico. O objetivo desse trabalho foi realizar um screening dos fungos isolados da região amazônica para a avaliação da produção de enzimas relacionadas à degradação da biomassa vegetal, a fim de selecionar uma linhagem para produção, purificação e caracterização bioquímica, cinética e biologia estrutural da enzima ß-Galactosidase. Dessa forma, esse trabalho foi realizado em três etapas, primeiramente foi realizado um screening de 40 linhagens fúngicas isoladas da região amazônica, através do cultivo em fermentação em estado sólido (FES), a 35°C, por 240 horas, utilizando como substrato o farelo de trigo. Avaliou-se a produção de xilanase, endoglucanase, FPase, pectinase, ßglicosidase e proteínas totais, sendo que os fungos que mais se destacaram foram o: P6B2, melhor produtor de xilanase, P47C3 (Aspergillus niger), melhor produtor de endoglucanase e ß-glicosidase e o P40B3, melhor produtor de FPase. Esses três fungos, foram selecionados para a segunda fase do trabalho para avaliação na produção de xilanase, FPase, endoglucanase, ß-glicosidase e proteínas Totais por fermentação submersa (FSm). A fermentação ocorreu por 5 dias, à 30ºC e 200 rpm tendo como fonte de carbono: 1% de farelo de trigo lavado e meio nutriente. O fungo P47C3, identificado como Aspergillus niger, apresentou melhor produção dessas enzimas, sendo selecionado para a terceira etapa desse projeto. Essa última etapa, envolveu a escolha de uma enzima que não estivesse sua biologia estrutural elucidada. Diante desse fato, realizou-se um estudo de seleção do meio de cultivo, purificação e caracterização bioquimico-cinética da ß-Galactosidase. O fungo Aspergillus niger (P47C3) foi submetido a fermentação submersa, durante 5 dias, à 200 rpm em 30ºC. A purificação ocorreu em três etapas utilizando: colunas de troca iônica SP - Sephadex C-50 e a coluna SP -TSK 5PW; e gel filtração, com a resina Sephacryl S-200. A enzima ß-Galactosidase apresentou uma massa molecular de 125 kDa, sendo estável em pH 4,0, e com temperatura ótima de 55ºC. Avaliou-se a Kmap e Vmáxap de dois substratos, o PNPG e a lactose, sendo: 2,204 mM - 0,285 mM/min e 2,101 mM 0,750 mM/min, respectivamente. A inibição da hidrólise do substrato PNPG pela ß-Galactosidase na presença do produto inibidor galactose apresentou um valor de Ki de 5,01 mM. Por fim, a ß-Galactosidase foi submetida a condições de cristalização, as melhores condições ocorreram em tampão 0,2M Tris-HCl, tendo como agente precipitante, PEG 4000 12% em pH 8,6. Portanto, o protocolo inédito de purificação da ß-Galactosidase foi eficiente, sendo possível cristalizar essa enzima do fungo isolado da região amazônica, o qual apresentou grande potencial para a produção dessa enzima e que futuramente possa ser utilizado em aplicações industriais e inovações biotecnológicas.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T13:34:29Z No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:32:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:33:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:33:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLM.pdf: 2911132 bytes, checksum: 362b734e96e18d3619903ec85dba4bb5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The use of a simplified consolidated bioprocess for the conversion of biomass using enzymes produced in-house (integrated into the process of converting lignocellulosic biomass) may enable significant increases in the production of bioethanol, without the need for expansion of cultivated area. With this motivation, the present work had as objective the study of the steps of production of (hemi)cellulases by solid-state fermentation (SSF) and the use of whole fermentation medium (WFM) for saccharification of biomass and subsequent alcoholic fermentation within the context of a consolidated bioprocess for the 2G ethanol production. To this end, firstly, the selection of the cultivation conditions for the production of enzymes directly using the sugarcane bagasse pretreated by steam explosion (SEB) as SSF substrate was studied. Thus, different fungi were cultivated in isolation and in co-cultivation, including the study of the use of wheat bran and lactose as inducers in the production of enzymes. In order to optimize the enzymatic hydrolysis (EH) step with the WFM from SSF, it was evaluated the influence of the operating parameters and the use of soy protein, Tween 80, PEG 1500 and bovine serum albumin (BSA) as additives. Finally, the alcoholic fermentation step was performed for the selected condition for the overall validation of this bioprocess. The results obtained in the conditions which maximize the production of enzymes, using SEB as substrate, were: addition of lactose at 0.075 g/g of substrate and wheat bran in the mass ratio 1:1 relative to the substrate, which led to an increase of activity of 73% for beta-glucosidase, 67% for endoglucanase, and 72% for xylanase, compared to the control condition using SEB as the substrate, without the presence of lactose or wheat bran. Cultivations under SSF followed by the EH step with the WFM showed that the co-cultivation were, in most cases, better in the conversion of SEB into fermentable sugars. The co-cultivation that presented the best result when compared to the best-isolated cultivation of Aspergillus niger was the Trichoderma reesei with Aspergillus oryzae, which has promoted an increase of 47% in the glucose production. The evaluation of operating parameters (pH, temperature and stirring) during the enzymatic hydrolysis step with the WFM from SSF showed that the saccharification process performed under the condition of pH 4.8, 200 RPM and 50 °C presented the best conversion of lignocellulosic biomass. This operational condition is the same already used in the conventional process of enzymatic hydrolysis with commercial extract enzymes. The addition of additives (soy protein and Tween 80) improved the saccharification process, whereas the addition of soy protein (0.5% w/v) lead to a 50% increase in glucose release. The alcoholic fermentation carried out for validating the overall integration process at the best condition of cultivation /hydrolysis gave a yield of 83.5% of the theoretical yield and volumetric productivity of ethanol (QP) 4.77 g/L.h. These results show that all process steps can be performed sequentially in the same reactor, thus denoting the proposed consolidated bioprocess. / A utilização de um bioprocesso consolidado simplificado para a conversão de biomassa usando enzimas produzidas in-house (integrada ao processo de conversão da biomassa lignocelulósica) pode possibilitar incrementos significativos na produção de bioetanol, sem a necessidade de expansão da área cultivada. Com esta motivação, o presente trabalho teve como objetivo o estudo das etapas de produção de (hemi)celulases por fermentação em estado sólido (FES) e a utilização do meio fermentado integral (MFI) para sacarificação da biomassa e posterior fermentação alcoólica, dentro do contexto de um bioprocesso consolidado para a produção de etanol 2G. Para este fim, primeiramente, foi estudada a seleção das condições de cultivo para a produção de enzimas usando diretamente o bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado por explosão a vapor (BEX) como substrato da FES. Assim, diferentes fungos foram cultivados de forma isolada e em cocultivo, incluindo o estudo de farelo de trigo e lactose como indutores na produção de enzimas. Para otimizar a etapa de hidrólise enzimática (HE) com o MFI da FES, avaliou-se a influência dos parâmetros operacionais e o uso de proteína de soja, Tween 80, PEG 1500 e albumina de soro bovino (BSA) como aditivos. Por fim, para a melhor condição foi realizada a etapa de fermentação alcoólica para a validação global deste bioprocesso. Os resultados obtidos para as condições que maximizam a produção de enzimas, utilizando o BEX como substrato, foram: inserção de lactose na concentração de 0,075 g/g de substrato e farelo de trigo na proporção 1:1 em massa em relação ao substrato, o que levou a um aumento de atividade de 73% para betaglicosidase, 67% para endoglucanase e 72% para xilanase, em relação à condição controle utilizando apenas BEX como substrato, sem a presença de lactose ou farelo. Os cultivos em FES seguidos pela etapa de HE com o MFI mostrou que os cocultivos foram, na maioria dos casos, melhores na conversão do BEX a açúcares fermentescíveis. O cocultivo que apresentou o melhor resultado quando comparado ao melhor cultivo isolado de Aspergillus niger foi o de Trichoderma reesei com Aspergillus oryzae, o qual promoveu um aumento de 47% na produção de glicose. A avaliação dos parâmetros operacionais (pH, temperatura e agitação) durante a etapa de hidrólise enzimática com o MFI da FES mostrou que o processo de sacarificação realizado sob a condição de pH 4,8, 200 rpm e 50 ºC apresentou a melhor conversão da biomassa lignocelulósica. Essa condição operacional é a mesma já empregada no processo convencional de HE com extrato comercial de enzimas. A utilização de aditivos (proteína de soja e Tween 80) melhorou o processo de sacarificação, sendo que a adição da proteína de soja (0,5%, m/v) promoveu um aumento de 50% na liberação de glicose. Assim, realizou-se a fermentação alcoólica para a validação do processo global de integração para a melhor condição do conjunto cultivo/hidrólise, obtendo-se um rendimento de etanol de 83,5% do rendimento teórico e uma produtividade volumétrica de etanol (QP) de 4,77 g/L.h. Esses resultados permitiram a validação do bioprocesso consolidado proposto, indicando que todas as etapas podem ser realizadas sequencialmente no mesmo reator.